Fräsen ist eine Methode zur Herstellung von Gegenständen durch Entfernen von Material von einer flachen Oberfläche mit einem rotierenden Werkzeug. Es gibt zwei Hauptmethoden des Fräsens: gleichläufiges und gegenläufiges (konventionelles) Fräsen. Beide haben ihre Vor- und Nachteile, was die Wahl der richtigen Methode erschweren kann. In diesem Artikel vergleichen wir die Unterschiede zwischen kinematischem und konventionellem Fräsen und stellen die Faktoren vor, die bei der Auswahl der richtigen Bearbeitungsmethode berücksichtigt werden sollten.
Was ist konzentrisches Fräsen?
Der Prozess des gleichlaufenden Fräsens, auch als Abwärtsfräsen bezeichnet, besteht darin, das Material durch ein rotierendes Schneidwerkzeug und das zu bearbeitende Werkstück zu bearbeiten, die sich in die gleiche Richtung bewegen. Einer der Vorteile des Aufwärtsfräsens ist, dass es kein Risiko eines erneuten Schnitts gibt. Dies geschieht, weil die Zähne des Schneidwerkzeugs während des Fräsens auf das zu bearbeitende Werkstück anheben, wodurch die geschnittenen Späne hinter dem Werkzeug freigesetzt werden. Es ist wichtig zu beachten, dass dieser Prozess mit der vollen Dicke des Materials beginnt, aber die Dicke nimmt mit dem Fortschreiten der Bearbeitung ab.
Was ist Gegenlauffräsen?
Konventionelles CNC-Fräsen ist eine traditionelle Bearbeitungsmethode, bei der das Schneidwerkzeug in die entgegengesetzte Richtung des zu bearbeitenden Objekts dreht. Dies wird auch als Oberfräsen bezeichnet, da beim Gegenlauffräsen die Spanbildung nach oben erfolgt. Im Gegensatz zum Stirnfräsen beginnt bei konventionellem Endfräsen die Spanbildung bei Null und steigt allmählich an. Darüber hinaus bleiben die Späne auf dem Weg des Fräsers, da sie sich nach oben drehen.
Hauptunterschiede zwischen gleichlaufendem und gegenlaufendem Fräsen
Es gibt bestimmte Unterschiede zwischen konventionellem Fräsen und Aufwärtsfräsen, die sich auf den Prozess und die Ergebnisse auswirken. Der Hauptunterschied zwischen ihnen liegt jedoch in der Art und Weise, wie das Werkzeug während des Schneidens verbogen wird. Bei konventionellem Fräsen ist die Abweichung des Werkzeugs parallel zur Schnittrichtung, was eine größere Kontrolle über den Prozess und ein geringeres Fehlerrisiko ermöglicht. Beim Aufwärtsfräsen hingegen ist das Werkzeug senkrecht zum Schnitt verbogen, was die Schnittbreite und Genauigkeit beeinflussen kann. Bei der Grobbearbeitung wird empfohlen, Aufwärtsfräsen zu verwenden, da es schneller ist. Darüber hinaus ist der Einfluss der Werkzeugabweichung auf die Genauigkeit nicht so wichtig, da die Endbearbeitung die Präzision des Objekts verbessert.
Metallfräsen durch Gleichlauffräsen und Gegenlauffräsen - Vorteile
Beide Prozesse des Fräsens von Metall und anderen bearbeiteten Oberflächen haben ihre Vorteile, abhängig von der Anwendung. Wir werden ihre Mechanismen bewerten, da sie die Wahl der Methode beeinflussen können, die am besten zur bearbeiteten Objekt passt. Die Analyse dieser Vorteile ist wichtig, da sie bei der Auswahl der besten Bearbeitungsmethode für ein bestimmtes Objekt helfen kann. Zum Beispiel kann eine Methode schneller und effektiver sein, wenn eine große Anzahl von Objekten bearbeitet wird, während die andere Methode eine bessere Bearbeitungsqualität liefern kann, aber mehr Zeit und Kosten erfordert. Die Berücksichtigung der Vor- und Nachteile beider Methoden ist entscheidend für die Auswahl der besten Option.
Vorteile des Parallelfräsens
- Bessere Werkzeuglebensdauer
Werkzeuge, die in diesem Fräsprozess verwendet werden, sind in der Regel langlebiger als Werkzeuge, die beim traditionellen Fräsen verwendet werden. Dies liegt daran, dass das Werkzeug während des Zerspanungsprozesses keinen großen Belastungen ausgesetzt ist. Zerspanungswerkzeuge, die beim Stützfräsen verwendet werden, erzeugen in der Regel weniger Wärme und Verformung als konventionelles Fräsen. Dies reduziert den Werkzeugverschleiß und verlängert seine Lebensdauer um bis zu 50% im Vergleich zum konventionellen Fräsen.
- Bessere Oberflächenveredelung
Mit dem Fortschreiten des Stützfräsprozesses nimmt die Dicke der Späne ab, was zu einer geringeren Verformung während des Schneidens führt. Darüber hinaus führt das Schneiden während dieses Prozesses dazu, dass sich die Späne hinter dem Werkzeug ablagern, wodurch die Notwendigkeit eines erneuten Schneidens entfällt und eine hervorragende Veredelung des bearbeiteten Teils gewährleistet wird.
- Geringe Schneidbelastung und Wärmeerzeugung
Während des Konsolenfräsens wird weniger Wärme erzeugt, da die Spanbreite mit dem Fortschritt des Zerspanens abnimmt. Darüber hinaus werden bei nach unten gerichteten Zerspanungskräften die allgemeinen Zerspanungsbelastungen und die Anforderungen an die Befestigung reduziert, insbesondere beim Horizontalfräsen. Die nach unten gerichtete Kraft des Werkzeugs kann auch dazu beitragen, Verunreinigungen während der Bearbeitung zu entfernen, da sie das bearbeitete Objekt fest auf der Oberfläche darunter hält.
- Einfacher zu befestigen
Die Konsolfresung arbeitet mit einer nach unten gerichteten Kraft, so dass sie während des Stirnfresens hilft, das bearbeitete Objekt auf der Oberfläche darunter zu verstärken, wodurch Absplitterungen auf dünnen Substraten reduziert werden.
Vorteile der Gegenlauffräsung
- Höhere Stabilität
Konventionelles Fräsen neigt dazu, das Werkstück während des Schneidens in Richtung des Bedieners zu ziehen, während konventionelles Fräsen das Gegenteil bewirkt. Dies gibt dem Bediener mehr Kontrolle, was zu größerer Stabilität führt. Konventionelles Fräsen verursacht im Vergleich zum gleichlaufenden Fräsen keine übermäßigen Vibrationen. Daher ist es in Bezug auf die Stabilität besser als konventionelles Fräsen.
- Nullspiel
Das Fehlen von Spiel ist einer der Faktoren, die das konventionelle Fräsen auszeichnen. Dieser Vorteil ergibt sich aus der Tatsache, dass das konventionelle Fräsen den Tisch nicht zieht, wodurch optimale Stabilität gewährleistet wird.
- Beste Kontrolle
Während des konventionellen Fräsens besteht eine größere Tendenz, dass das Werkzeug vom Werkstück abweicht. Diese Verschiebung bietet die geringste Chance auf zufällige Schnitte. Darüber hinaus, selbst wenn solche Schnitte auftreten, haben sie eine vernachlässigbare Tiefe.
Nachteile des Gegenlauffräsens
Sowohl das gleichläufige als auch das konventionelle Fräsen haben ihre Vorteile, aber es lohnt sich auch, auf ihre Nachteile zu achten. Hier sind einige davon.
Nachteile des Walzenstirnfräsens:
- Reflexionen
Dies ist einer der Hauptnachteile des traditionellen Fräsens im Vergleich zum konventionellen Fräsen. Insbesondere im oberen Spindelstock, wo die auf das Werkzeug einwirkenden Kräfte groß genug sind. Lassen Sie uns das besser erklären. Beim Aufwärtsfräsen wird mit einer nach unten gerichteten Kraft gearbeitet. Diese Kraft wirkt normalerweise nicht nur auf das Werkstück, sondern auch auf den Tisch und zieht ihn in das Schneidwerkzeug. Bei ausreichendem Spiel kann der Tisch reißen und den Bediener verletzen. Dies ist besonders relevant, wenn das Schneidwerkzeug mit hoher Leistung arbeitet. Die heutigen Fräsmaschinen sind jedoch mit Spielbegrenzern ausgestattet. Sie helfen, das Spiel zu reduzieren und ermöglichen es dem Maschinenbediener, die Vorteile des schnellen Fräsens ohne Hindernisse zu nutzen.
- Übermäßige Vibrationen
Während des Fräsens können hohe Geschwindigkeiten oder die Bearbeitung von dicken Teilen starke Vibrationen verursachen. Die Ursache dieser Schwingungen ist die Wirkung des Werkzeugs auf das bearbeitete Objekt. Diese Vibrationen sind schädlich, da sie oft eine Verformung des Werkzeugs verursachen, was die Genauigkeit beeinflusst. Sie können auch die bearbeiteten Objekte beschädigen.
- Nicht geeignet für härtere Materialien
Da die Späne beim Auskragfräsen zu Beginn des Fräsprozesses am dicksten sind, kann die Bearbeitung von härteren Materialien in diesem Prozess zu einer Beschädigung des Schneidwerkzeugs führen. Dies kann bei Schneidwerkzeugen aus Stahl, Gusseisen, Titan und anderen harten Materialien der Fall sein. Daher ist das konventionelle Fräsen eine bessere Wahl, wenn es um das Fräsen von härteren Werkzeugen geht.
Nachteile des konventionellen Fräsens
- Grobe Bearbeitung
Der in diesem Prozess verwendete Unterschnitt erschwert eine glatte Oberflächenbearbeitung. Dies ist auf die Rauheit der Oberfläche zurückzuführen, die durch die Anzahl der Verformungen des bearbeiteten Gegenstands und des Werkzeugs verursacht wird. Diese Verformungsgröße macht jedoch das konventionelle Fräsen ideal für die Bearbeitung von härteren Materialien wie Stahl und Gusseisen.
- Erzeugung von zu viel Wärme
Ein weiterer Nachteil des konventionellen Fräsens ist die während der Bearbeitung erzeugte Wärme. Diese Wärme entsteht, weil sich hier Späne ansammeln, was oft zu einer Überhitzung des Schneidwerkzeugs führt. Eine Folge der Überhitzung des Schneidwerkzeugs ist eine Verkürzung seiner Lebensdauer.
- Beschädigung des Werkzeugs
Reibung und Aufwärtskraft, die beim konventionellen Fräsen entstehen, erzeugen oft übermäßige Hitze. Übermäßige Hitze kann auch das Werkzeug beschädigen, seine Lebensdauer, Präzision und Genauigkeit des bearbeiteten Objekts verringern.
Gleichlauffräsen oder Gegenlauffräsen - was soll man wählen?
Der richtige Zeitpunkt für die Wahl zwischen Aufwärts- und Abwärtsfräsen hängt von der Anwendung, den Anforderungen, dem Material und einigen anderen Faktoren ab. Im Allgemeinen wird oft angenommen, dass Aufwärtsfräsen besser ist, wenn man konventionelles Fräsen mit Aufwärtsfräsen vergleicht, da es eine minimale Belastung hat, eine bessere Oberflächenveredelung bietet und die Werkzeugbeständigkeit über eine lange Zeit gewährleistet. Dies ist jedoch nicht in jedem Fall der richtige Ansatz, da es auch erhebliche Nachteile hat. Ebenso hat konventionelles Fräsen einige offensichtliche Vorteile. Aber seine Einschränkungen sind genauso wichtig. Daher ist es entscheidend, ein tiefes Verständnis für beide Zerspanungsprozesse zu haben, um sicherzustellen, dass wir die richtige Wahl treffen und konsistente Ergebnisse erzielen.
Hier sind einige Tipps, die Ihnen helfen, zwischen konventionellem Fräsen und Aufwärtsfräsen zu wählen.
- Bevorzugen Sie das Aufwärtsfräsen für kleinere Teile, die eine makellose Oberfläche erfordern.
- Verwenden Sie das Aufwärtsfräsen nicht bei Handfräsen.
- Stellen Sie sicher, dass die verwendete konventionelle Maschine einen Spielbeseitiger während des Aufwärtsfräsens hat.
- Verwenden Sie konventionelles Fräsen für harte und steife Materialien oder gehärtete Elemente.
- Verwenden Sie kein Aufwärtsfräsen im ersten Durchgang, wenn das Material oxidiert ist oder eine raue Oberfläche hat.
- Um die beste Genauigkeit zu erzielen, verwenden Sie Aufwärtsfräsen im letzten Durchgang.
- Erwägen Sie die Verwendung von Keramikplatten, die die Frästechnik verbessern werden.